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Umweltatlas Berlin

04.11 Klimamodell Berlin - Bewertungskarten (Ausgabe 2004)

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Kartenbeschreibung


Karte 04.11.1 Klimafunktionen

Die Klimafunktionskarte bildet den planungsrelevanten Ist-Zustand der Klimasituation ab. Dabei werden bioklimatische Belastungszustände, Ausgleichsleistungen kaltluftproduzierender Flächen sowie räumliche Beziehungen zwischen Ausgleichs- und Wirkungsräumen dargestellt. Da sowohl die Ausgleichsleistungen als auch die Belastungen klassifizierbar sind, lassen sich planerische Prioritäten ermitteln um zu verdeutlichen, welche Siedlungsflächen von Veränderungen in Ausgleichsräumen betroffen sein können.

Grün- und Freiflächenbestand

Vegetationsbestandene Freiflächen mit nennenswerter Kaltluftproduktion stellen klima- und immissionsökologische Ausgleichsräume dar. Eine hohe langwellige nächtliche Ausstrahlung während austauscharmer Hochdruckwetterlagen führt zu einer starken Abkühlung der bodennahen Luftschicht, wodurch vor allem emittentennahe innerstädtische Parkanlagen als sehr immissionsgefährdet gelten müssen. Die Menge der produzierten Kaltluft hängt ab vom vorherrschenden Vegetationstyp, den Bodeneigenschaften und der damit verbundenen nächtlichen Abkühlungsrate. Insgesamt wurden 701 Grünflächeneinheiten ausgewiesen, deren qualitative Einordnung hinsichtlich des Kaltluftmassenstroms Tabelle 4 zeigt.

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Abb. 4: Aggregation der Grün- und Freiflächen zu insgesamt 701 Aggregationsräumen

t411_04
Tab. 4: Übersicht der qualitativen Einordnung der Grünflächenaggregationsräume

Excel
[Die Tabelle liegt auch im Excel-Format vor (MS-Excel wird benötigt).]

Die Gesamtfläche der relevanten kaltluftproduzierenden Areale mit einer zumindest mittleren Kaltluftproduktionsrate beziffert sich auf ca. 43 522 Hektar, was einem Flächenanteil von rund 49 % des gesamten Stadtgebietes entspricht und als sehr hoch angesehen werden kann.

Grün- und Freiflächen mit einem hohen Kaltluftmassenstrom sind insbesondere am Stadtrand anzutreffen. Generell erweisen sich die größeren Wald- und Ruderalflächen, Friedhöfe und Kleingartenanlagen als sehr kaltluftproduktiv. Die für die Stadtmitte flächenhaft wichtigsten stadtklimatischen Beiträge gehen vom Großen Tiergarten, dem Flughafen Tempelhof und den Kleingartenkolonien am Priesterweg aus. Diese Flächen sind durch ihre ausgedehnten Kaltlufteinwirkbereiche gekennzeichnet. Zu den bedeutsamen Freiflächen mit Bezug zur Innenstadt zählt auch ein großer Teil des Grunewaldes. Die in Richtung auf die Stadtmitte vorgelagerten, durchgrünten Siedlungstypen sowie auftretende Hangneigungen > 1° unterstützen die Kaltluftströmung erheblich, so dass Kaltluftreichweiten in die Bebauung der Ortsteile Schmargendorf und Wilmersdorf von bis zu 2000 m erzielt werden (vgl. dazu auch die ausführliche Beschreibung innerhalb der Karte 04.10 Klimamodell Berlin). Zusammen mit den Kleingartenanlagen nördlich des Spandauer Damms, am Heckerdamm sowie den Volksparken Jungfernheide und Rehberge ergibt sich ein ca. 10 km langer, die westliche Stadtmitte umrahmender Kaltlufteinwirkbereich. Eine ähnliche Bedeutung haben in der östlichen Stadtmitte die Grünbereiche um den Volkspark Prenzlauer Berg bzw. den Zentralfriedhof Lichtenberg.

Mit einer Anzahl von 58 Grünflächeneinheiten und einer Gesamtfläche von ca. 37 820 Hektar stellt sich diese Kategorie als die flächenmäßig größte dar. Ihr Grünflächenanteil beträgt somit ca. 86 % an der Gesamtgrünfläche, was insbesondere auf die ausgedehnten Waldflächen am Stadtrand zurückzuführen ist.

Die Ausgleichsleistung von Flächen mit einem mittleren Kaltluftmassenstrom ist ebenfalls als bedeutsam einzuschätzen. In der Innenstadt treten der Schlosspark Charlottenburg, der Volkspark Friedrichshain sowie der Volkspark Humboldthain mit einem ausgeprägten Kaltlufteinwirkbereich hervor. Im Süden des Stadtgebietes weisen verbreitet die durchgrünten Siedlungstypen ohne Anbindung an Park- oder Waldflächen einen mittleren Massenstrom auf. Die Flächensumme der als mittel einzustufenden Freiflächen beläuft sich auf 5 157 Hektar, was in etwa 12% der Gesamtgrünfläche entspricht.

Grünflächen, die einen geringen Kaltluftmassenstrom aufweisen, haben mit ca. 738 Hektar einen Anteil von 1,7 % am Grünflächenbestand. Dazu zählen vor allem die kleineren Friedhöfe, Kleingärten und Parkareale mit einer Flächengröße von bis zu 10 ha. Solange diese Areale in eine insgesamt wärmere Umgebungsbebauung eingebettet sind, bilden sie nur selten einen eigenen Einwirkbereich aus. In Nachbarschaft zu kaltluftproduktiveren Grünarealen können sie jedoch deren Wirkungen unterstützen und damit den jeweiligen klimatischen Einwirkbereich vergrößern.

Grünflächen mit einem sehr geringen Kaltluftmassenstrom bilden in der Regel auch keinen Einwirkbereich mehr aus. Dabei handelt es sich vor allem um kleinere, innerhalb der Bebauung gelegene Flächen von bis zu 2,5 ha. Innerhalb von Belastungsbereichen können aber auch diese Flächen eine bedeutsame Funktion als klimaökologische Komfortinseln erfüllen, sofern sie ein Mosaik aus unterschiedlichen Mikroklimaten wie beispielsweise beschattete und besonnte Bereiche oder kühlende Wasserflächen aufweisen (Mikroklimavielfalt). Der Anteil dieses Flächentyps am Gesamtbestand beträgt mit 139 Hektar lediglich ca. 0,3 %.

Die Kaltluftentstehungsgebiete des Umlandes stehen oftmals in direktem Kontakt zu denen des Stadtgebietes und sind quasi als deren Erweiterung anzusehen. Aufgrund der größeren Distanz zu Siedlungsräumen ist das Strömungsfeld erst zum 06.00 Uhr-Zeitpunkt voll ausgeprägt. Die größten Kaltluftentstehungsgebiete sind im Nordosten Berlins anzutreffen. Der hier im Verhältnis auffallende Anstieg der Geländehöhe begünstigt in diesem Bereich ein weiträumiges Einströmen der Kaltluft in Richtung auf die Stadt. Zahlreiche kleinere Gebiete sind an der südlichen Stadtgrenze gruppiert, während am Westrand lediglich zwei Kaltluftentstehungsgebiete ausgewiesen werden konnten. Der Kaltluftmassenstrom ist verbreitet als hoch einzustufen. Dagegen weist lediglich das kleinste Kaltluftentstehungsgebiet westlich von Frohnau ein mittleres Potenzial auf. Die Relevanz der umlandbürtigen Flächen steigt mit der Nähe zu Siedlungsbereichen und ist somit in den Räumen Spandau, Marzahn sowie am südlichen Stadtrand am größten.

Siedlungsräume

Wie unter Methode beschrieben, ist die bioklimatische Belastungssituation auf Basis der Parameter Windgeschwindigkeit und positiver Abweichung vom PMV-Mittelwert des Stadtgebietes ermittelt worden. Aus dieser Synthese lässt sich eine räumliche Untergliederung des Siedlungsraumes in bioklimatisch belastete Bereiche einerseits und unbelastete bzw. lediglich gering belastete andererseits durchführen.

Letztere sind als Kaltlufteinwirkbereiche durch eine moderate Überwärmung und eine ausreichende Durchlüftung aufgrund der von einer kaltluftproduzierenden Freifläche ausgehenden Strömungen gekennzeichnet. Die Reichweite der Kaltluftströmung in die Bebauung hängt neben der Kaltluftproduktivität von der Hinderniswirkung des angrenzenden Bebauungstyps ab. Abbildung 5 zeigt die Situation im Umfeld des Großen Tiergartens, wobei das konzentrische, nächtliche Ausströmen der Kaltluft als Einwirkbereich deutlich wird.

Im Bereich zwischen der John-Foster-Dulles-Allee und der Straße des 17. Juni im nördlichen Großen Tiergarten ist eine Zone reduzierter Strömungsgeschwindigkeiten von weniger als 0,2 m/s zu erkennen. Von hier aus wird die produzierte Kaltluft beschleunigt und dringt, angetrieben vom nutzungsbedingten Temperaturunterschied, in die angrenzende Bebauung ein. Grüne Siedlungsbereiche sind hierbei unbelastet, orange und rot kennzeichnen belastete Baublöcke.

Abbildung 5- Thumbnail
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Abb. 5: Simulierter Einwirkbereich der im Großen Tiergarten produzierten Kaltluft

Von den Wohlfahrtswirkungen größerer innerstädtischer Freiflächen wie dem Flughafen Tempelhof oder dem Volkspark Friedrichshain profitieren selbst in der Innenstadt weiträumige Siedlungsbereiche. Hierbei dienen vorgelagerte, kleinere Freiflächen oftmals als "grüne Trittsteine" und erleichtern das Vordringen von Kaltluft in die Bebauung.

Diesen Gunsträumen stehen Belastungsbereiche mit einer überdurchschnittlichen Wärmebelastung und einem Durchlüftungsmangel gegenüber. Dies betrifft vor allem Gebiete folgender Bezirke:

  • Mitte,
  • Pankow,
  • Friedrichshain-Kreuzberg,
  • Lichtenberg,
  • Schöneberg.

Aber auch mehr peripher gelegene, verdichtete Stadtteilzentren weisen eine erhöhte potenzielle bioklimatische Belastung auf, so z.B. in den Bezirken bzw. Ortsteilen

  • Spandau,
  • Weißensee,
  • Hohenschönhausen,
  • Marzahn,
  • Ober- und Niederschöneweide,
  • Mariendorf.

Darüber hinaus treten in fast allen Ortsteilen vereinzelte Baublöcke mit einer potenziellen Belastung hervor. Dabei weisen Hochhaussiedlungen strukturbedingt über Abstandsflächen eine tendenziell günstigere Durchlüftung auf als im Kartenbild dargestellt. Stellenweise kann aber das Belastungsniveau so ausgeprägt sein, dass es auch durch eine vorhandene Kaltluftströmung nicht ausgeglichen werden kann.

Die Darstellung der potenziellen verkehrsbedingten Luftbelastung entlang von Hauptverkehrsstraßen ergänzt das Spektrum auftretender Belastungen. Hierbei handelt es sich um eine modellgestützte Berechnung für das Bezugsjahr 2001, inwiefern in einzelnen Straßenabschnitten die Grenzwerte der 22. BImSchV für NO2 im Jahresmittel, die bis zum 01.01.2010 einzuhalten sind, möglicherweise oder mit großer Wahrscheinlichkeit überschritten werden. Insbesondere innerstädtische Hauptverkehrsstraßen sind von erhöhten Belastungen betroffen; in der Summe liegen rund 10 % des untersuchten Verkehrsnetzes oberhalb des späteren Grenzwertes.

Luftaustausch

Strukturen, die den Luftaustausch ermöglichen und Kaltluft heranführen, sind das zentrale Bindeglied zwischen Ausgleichsräumen und bioklimatisch belasteten Wirkungsräumen. Leitbahnen sollten generell eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisen, wobei gehölzarme Tal- und Auenbereiche, größere Grünflächen und Bahnareale als geeignete Strukturen in Frage kommen. Breite Straßen können aufgrund ihrer Immissionsbelastung nur dem Klimaausgleich, nicht jedoch dem Heranführen unbelasteter Luft dienen. Die Leitbahnen werden in der Klimafunktionskarte hinsichtlich des Prozessgeschehens untergliedert, wobei auch eine kaltluftproduzierende (Teil-) Fläche eine Leitbahnfunktion ausüben kann.

Es überwiegen die vorwiegend thermisch induzierten Leitbahntypen im Zusammenhang mit einer rein auf die nutzungsbedingten Temperaturunterschiede zurückzuführenden Ausgleichsströmung. Beispielhaft für solche Strömungen seien als eine der innenstadtnächsten Leitbahnen die Kleingartenanlagen am Priesterweg angeführt, die Kaltluft vom Friedhof an der Bergstraße in Steglitz und vom Insulaner in Richtung Norden transportieren. Des Weiteren leiten die Kleingartenanlagen am Heckerdamm sowie der Volkspark Rehberge einen Teil der auf dem Flughafen Tegel produzierten Kaltluft in Richtung Innenstadt. Eine weitere Anzahl thermisch induzierter Leitbahnen konnte nördlich einer Linie Tegel - Lichtenberg sowie im Süden zwischen Lichterfelde und Bohnsdorf ausgewiesen werden. Im westlichen Stadtgebiet gruppieren sich Leitbahnen um Spandau und führen Kaltluft aus dem nördlichen Grunewald sowie dem Umland heran. Grenzt eine Grünfläche direkt an die Bebauung, kommt es hingegen nicht gesondert zu einer Leitbahnausweisung.

Vorwiegend orographisch induzierte Leitbahnen sind auf das östliche Stadtgebiet konzentriert. Dabei handelt es sich um Talbereiche z.B. der Wuhle und dem Mühlenfließ, die aufgrund ihrer Ausrichtung, Breite und Oberflächenbeschaffenheit als Leitbahnen angesprochen werden können. Im westlichen Stadtgebiet kann dahingehend die vom Grunewald ausgehende Tiefenlinie Hundekehlsee - Dianasee - Koenigssee - Halensee eingeordnet werden.

Die Niederungen der größeren Fliessgewässer wie Spree und Havel gehen über diese Funktion hinaus und besitzen zudem eine Eigenschaft als übergeordnete Luftleit- und Ventilationsbahnen. Sie begünstigen den Luftaustausch in der angrenzenden Bebauung auch bei stärkeren, übergeordneten Wetterlagen.

Ein flächenhafter Kaltluftabfluss ist auf Areale mit Hangneigungen > 1° begrenzt und tritt im Stadtgebiet Berlin aufgrund der vergleichsweise geringen Höhenunterschiede selten auf.

Daher ist dieser Prozess an die wenigen Bereiche mit einer nennenswerten Hangneigung wie die des Grunewaldes und der Köpenicker Bürgerheide gekoppelt. Darüber hinaus kann nördlich des Tegeler Sees, in Kaulsdorf sowie im Forst Düppel vereinzelt von einem Kaltluftabfluss ausgegangen werden. Die Kaltluftlieferung ist auf diesen geneigten Waldflächen überdurchschnittlich hoch, da die Ausstrahlung und damit die primäre Abkühlung hauptsächlich aus dem oberen Kronenbereich und nicht aus unmittelbarer Bodennähe erfolgt. Aufgrund der großen, ausstrahlenden Oberfläche des Bestandes fließt die Kaltluft auch im und über den Kronenbereich ab, statt erst in den Stammraum einzusinken (Groß 1989).

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